Joanna urodziła się w Dijon (w tym samym mieście urodził się też św. Bernard z Clairvaux i dominikanin Lacordaire) 23 stycznia 1572 r. Jej ojciec był prezydentem parlamentu Burgundii. Mając niecałe 2,5 roku Joanna straciła matkę, która zmarła przy porodzie jej młodszego brata, Andrzeja. Odtąd wychowywała się pod okiem opiekunki. Otrzymała staranne wykształcenie.
W 1592 r. 20-letnia Joanna poślubiła Krzysztofa II, barona de Chantal, z którym miała sześcioro dzieci. Święta matka przyświecała swoim dzieciom przykładem życia chrześcijańskiego, a przede wszystkim wyczuleniem na potrzeby biednych. Toteż ci licznie nawiedzali codziennie jej dwór. Pan Bóg wynagrodził jej złote serce, bowiem gdy pewnego dnia zabrakło ziarna, a był głód, cudownie je rozmnożył. W 1601 r. w czasie polowania przyjaciel - przez lekkomyślną nieostrożność - zabił jej męża. Owdowiawszy w 29. roku życia, poświęciła się wychowaniu dzieci i podjęła głębokie życie wewnętrzne. Cios przeżyła tak boleśnie, że omal nie przypłaciła go utratą zdrowia. Wspaniałomyślnie jednak darowała nieumyślnemu zabójcy wyrządzoną jej i jej dzieciom krzywdę.
Przeniosła się teraz do ojca, do Dijon, a potem do teścia w Monthelon. Ten jednak okazał się dla niej bardzo przykry i na każdym kroku dawał jej odczuć, że jest dla niego ciężarem. Jeszcze więcej Joanna cierpiała ze strony wszechwładnej na zamku służącej-metresy. Zachęcana do ponownego zamążpójścia, pomimo obiecujących ofert, Joanna postanowiła oddać się wyłącznie wychowaniu dzieci i służbie Bożej.
W marcu 1604 r. spotkała św. Franciszka Salezego. Od tego czasu datuje się ich wyjątkowa i jedyna w swoim rodzaju przyjaźń duchowa. Święty zaszczepił w niej własny styl życia: dobroci i życzliwości dla wszystkich, naturalnego sposobu życia, przepojonego stałą pamięcią o obecności Bożej i czynienia wszystkiego dla Boga. Joanna zarzuciła więc dotychczasowy surowy styl życia, a oddawała się w wolnych chwilach posłudze chorym i ubogim. W trzy lata później św. Franciszek przedstawił baronowej projekt zgromadzenia akcentujący umartwienie wewnętrzne. W 1610 r. Joanna, zapewniwszy przyszłość dzieciom, opuściła Dijon. W Annecy założyła pierwszy klasztor nowego zgromadzenia Sióstr Nawiedzenia Najświętszej Maryi Panny - wizytek. Święty umyślnie dał tę nazwę swojemu zakonowi, gdyż w planie pierwotnym był on przeznaczony dla posługi ubogim. Niestety, Rzym na to nie zezwolił. Obawiał się, że to nowość zbyt śmiała, bez precedensu, by zakonnice wychodziły poza mury klasztoru i w pracy czynnego posługiwania bliźnim narażały własną duszę na niebezpieczeństwo. Św. Robert Bellarmin oraz Joanna zachęcali Franciszka, by nie ustępował. Może by i wygrał, ale pod naciskiem Rzymu ustąpił w obawie, że zakonu jego nie zatwierdzi.

 

W 1611 roku trzy pierwsze wizytki złożyły profesję. Jako pieczęć i herb dla swojego zakonu Franciszek Salezy obrał Serce Pana Jezusa, otoczone koroną cierniową z wyrastającym z niego krzyżem, oraz dwa miecze przecinające to Serce, wyobrażające miłość Boga i bliźniego.
28 grudnia 1622 roku Franciszek zmarł. Dzięki energicznym zabiegom Joanny jego ciało zostało umieszczone w Annecy, w kościele wizytek. Joanna zajęła się również bardzo troskliwie zebraniem wszystkich pism Franciszka. Rozpoczęła także proces wstępny do kanonizacji Założyciela zakonu. Oddała teraz swój zakon pod bezpośrednią opiekę duchową św. Wincentego a Paulo. Przez 40 lat Wincenty udzielał rad i wskazań oraz prowadził siostry na wyżyny doskonałości chrześcijańskiej. Przez następne lata Joanna założyła 87 fundacji. Ostatnie lata życia spędziła na niezmordowanym wizytowaniu i umacnianiu powstałych klasztorów, jak też na zakładaniu nowych. Ostatnim domem przez nią założonym był klasztor w Turynie (1638).
Zmarła podczas podróży 13 grudnia 1641 r. Wincenty a Paulo miał widzieć jej duszę idącą do nieba. Serce Joanny zatrzymano w Moulins, a jej ciało przewieziono uroczyście do Annecy, gdzie złożono je obok relikwii św. Franciszka Salezego w kościele wizytek. Uroczystej beatyfikacji dokonał w bazylice Św. Piotra papież Benedykt XIV w 1751 roku, a niedługo potem - w 1767 r. - papież Klemens XIII dokonał jej kanonizacji. Jest patronką sióstr wizytek. Do Polski zakon ten sprowadziła już w 1650 r. królowa Maria Ludwika Gonzaga, żona Jana Kazimierza.
Św. Joanna zostawiła po sobie wiele pism. Jej duchowe córki zebrały je wszystkie z pietyzmem i wydały w ośmiu tomach. Składają się na nie listy i pouczenia duchowe, ascetyczne oraz okólniki organizacyjne.